车辆段工艺设备工程管理与技术创新

石鹏鹏

摘要 文章介绍了南京地铁建设阶段车辆段工艺设备专业情况以及各时期项目工程管理的模式，分析总结每阶段的管理模式并不断调整改进，提升管理水平并节约工程管理成本。集成管理是目前各地铁公司建设阶段车辆段工艺设备管理的主要模式，它能发挥集成商的团队优势协助建设单位管理执行项目。依托南京地铁7号线无人驾驶创新平台，介绍车辆段工艺设备在新技术、新设备的应用和创新。

关键词 车辆段工艺设备;集成管理;项目管理;无人驾驶

中图分类号 U231.3 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）13-0184-03

0 引言

车辆段是地铁车辆停放、检查、运用、维修、保养的综合基地，在建设阶段随地铁线路一并建成。车辆段工艺设备负责基地内车辆检修以及特种工程车的供货、安装、调试、验收管理，功能覆盖电客车日常运行检修、车体架修、轮对维修、洗车、动静调等检修需求。因设备类型多而杂且层出不穷，南京地铁紧跟轨道交通行业发展方向，充分研究后稳步实施，在建设阶段的项目采购管理模式和新技术的开发应用上持续探索优化。

1 车辆段工艺设备简介

地铁车辆段是少数能基本覆盖地铁所有设备专业的综合基地，综合基地以其面积大、专业多、协调难度大、配合困难而著称[1]。南京地铁车辆段所采购设备主要围绕服务于车辆全生命周期的检修，覆盖日检、全效修、定临修、架大修等各级修程，特种工程车辆满足正线救援、调机牵引、物资运输、接触网和轨道巡检维修需求，另包含仓储物流、供电、机自、工务车间的专用配套维修工器具等。表1列举车辆段工艺专业主要采购的典型设备。

南京地铁车辆段工艺设备建设期概算费用在每条线2～3亿元，设备种类繁多达数千种近万台（套）、专业跨度大、外部接口复杂、单价从1000元～8 000万元不等。设备的安装调试需对接车辆、轨道、土建、低压配电、供电、给排水等多个专业，跨专业跨部门协调难度大，作业现场存在长大件吊装、深基坑和高空业安全风险，要对进度和质量安全严格管理。以上直接关系到工程建设整体的质量、成本、工期、安全等问题[2]，非常考验项目管理人员的综合管理协调能力。

2 南京地铁车辆段工艺设备项目管理模式

2.1 分阶段采购划分原则

综合考虑设备投用时间和全生命周期采购维护成本，避免一次性全采购但部分设备几年后才投用造成折旧，车辆段工艺设备采购分成建设期和运营期两阶段实施。

（1）建设期采购设备主要原则为：①为初期正常运营服务的设备;②为试验和运营中的可能事故预备的应急设备;③配合首列车到车辆段，用于牵引、压道、冷滑等的设备;④静调、动调试验必须到位的设备;⑤需通过国际招标形式采购的大型设备;⑥和土建密切相关、接口比较多的设备;⑦为仓储服务的基本设备等。

（2）运营期采购设备即概算清单内建设期采购后剩余设备：①主要为线路开通运营5年后才投用的车辆架大修设备，运营公司结合多年检修经验和架大修工艺流程，更了解现场实际使用需求，可高效采购适配性好的专用工装和专用工具等;②綜合维修车间（含工务、供电、机自、后勤等）的专用维护设备。车辆段工艺设备主要还是服务于车辆专业的检修，考虑专业程度和跨度，综合维修车间设备由运营公司各专业根据概算清单开项采购。

2.2 车辆段工艺设备项目管理模式历程

从2000年南京地铁1号线开建以来，建设规模从起初的单线建设到如今15条线共建，同期开工建设线路成倍增长，建设单位人员工作量也是与日俱增，工程进度和质量的管理难度越来越大。车辆段工艺设备专业在这20多年中，根据管理经验和内外围环境因地制宜、因时而进、因势而新不断优化管理模式。管理模式历程如表2。

（1）单种设备管理（1999—2010：1号线、2号线）。南京地铁初期1、2号线采用单种设备采购管理方式，因有充足的建设时间，数10个合同执行起来有条不紊。但进入“十二五”期间，南京地铁建设迎来3、10、S1（机场线）、S8（宁天城际）四线共建的第一阶段建设高峰期，短期内工作量爆发式增长，管理人员分身乏术。

（2）同期建设线路合并管理和PPP模式（2011—2015年：3号线、10号线、S1机场线、S8宁天线、S3宁合线）。在分析研判了北京、上海、广州集成化管理和自身情况之后，南京地铁并未直接采用集成模式，而选择当时建设时序较接近的3、10号线合并采购管理，设备类型试点车辆检修主要核心设备：固定式架车机、洗车机、不落轮镟床，减少了一半的合同执行、设计联络、出厂验收、支付款项等管理工作量。同期建设的S1、S8、S3线引入PPP管理模式，建设单位提供技术支持和咨询，并对项目执行进行监督。

（3）标准类设备集成（2015—2017年：4号线）。同期建设线路合并管理方式提高了管理人员在前期招标和后期支付、竣工结算的效率，但在中期的项目执行工作量并未有较大改善。“十三五”阶段，南京地铁迎来10线共建的新一轮高峰。4号线首次采用集成管理模式，将与土建接口较多设备和市购标准类设备小范围集成管理，由集成商协同建设单位进行项目执行，部分辅助检修类设备由运营后续自行采购。

（4）车辆检修设备集成（2017—2018年：S9宁高线、S7宁溧线）。通过将前阶段合并招标与小集成包模式的经验融合，宁高线和宁溧线实现车辆检修设备类和工程车（组）类分成2个集成包进行管理。该模式能够较大发挥集成商的优势，集成商管理团队协助分担一部分简单流程化工作，建设单位项目管理人员有更多精力去处理外部接口矛盾，同时进行技术方案优化研究和技术创新。

（5）车辆检修设备和工程车集成包（2019年至今：1号线北延、二号线西延、5号线、7号线、S6宁句线）。2019年至今，从1号线北延、2号线西延、7号线到S6宁句线，将内燃机车、接触网作业车、平板（吊车）也合并入集成包，实现建设阶段所有车辆段工艺采购设备总集成。

3 集成化管理模式

3.1 集成化管理模式产生

近10年来，随着城市轨道交通大规模建设，催生了大量车辆段、停车场和检修基地建设，同时催涨了段场设备巨大的市场需求，各地铁单位的车辆段工艺专业现已普遍采用集成包招标方式。随着市场体量的发展，不少市场占有量大、技术资金力量雄厚且有丰富管理经验的车辆段工艺设备供应商转型成集成商。

3.2 集成化管理模式分析

集成化管理后由集成商去面对众多供应商，统一协调调配资源，建设单位管理承包商从一对多变成一对一的关系，集成商协助管理人员组织协调设计、技术、质安、土建、监理单位，推进完成接口、安装、调试、验收等节点目标，配合完成商务部分的合同、支付、结算、资产移交流程化工作，实现总体降低协调难度、减少接口矛盾、提高设备质量、提升管理效率的目的。同时，各集成商的项目管理水平及资金、技术力量良莠不齐，过分追求利润而降低供貨质量和短期膨胀发展造成管理水平下降的问题逐渐暴露，因此还需要建设单位管理人员严格细化对集成商的管理。

3.3 集成化管理模式提高

设计联络阶段：集成商整合各分供设备的结构、建筑、轨道、暖通、综合管线等外部接口需求，统一技术规范要求进行提资，对设计院深化设计后的图纸进行统一确认。

进场施工阶段：明确属地化管理单位和施工单位之间管理责任界面，细致量化土建接口要求和设备入场条件，形成《车辆段工艺设备现场条件检查表》写入《设备安装及调试阶段协调管理办法》。

4 无人驾驶新技术创新应用

7号线是南京地铁首条无人驾驶技术线路，结合无人驾驶创新技术平台，调研国内目前已开通的无人驾驶线路北京燕房线和上海10号线，交流已成熟运用的无人驾驶技术，将无人驾驶的新技术、新设备在7号线车辆段工艺设备采购中创新应用。

4.1 智能运维管理

传统人工检修方式自动化、信息化水平低。为了解决这一问题，需要结合智能运维系统的优势，对现有车辆维修体系进行优化，发展出基于智能运维系统的车辆维修模式，用以降低检修人员的故障维修难度，保障车辆的维修质量，提升列车的可靠性[3]。以设备设施的精准维护为导向，将检修体系向精细化和智能化发展。智能运维是未来发展趋势，也是轨道交通市场业务增长点。

南京地铁车辆段工艺设备在智能运维方面新技术的应用提出了轨旁轮对、受电弓、轴承声学在线检测系统三位一体的思路。在车辆段出入段线咽喉区设置轮对受电弓综合检测棚，对经过车辆的受电弓、轮对参数检测和异常状态图像识别;在正线区间设置轨旁轴承声学检测系统，早期预防轴承故障，降低列车行驶安全隐患，并获得一项实用新型专利。根据检测数据和故障报警，精准协助指导检修人员进行预防性维修和故障修，降低维护成本。

4.2 可视化验电接地装置

传统五防锁只实现了流程顺序的安全联锁，但验电结果与地线是否挂好无法互锁验证，只做到流程管控而未实现设备管控，造成人员误操作接地短路的安全事故。可视化验电接地装置可通过验电、放电及接地操作一体化功能，实现每一步的安全互锁和验证，有比较完善的操作安全保障技术措施。在保证接地操作安全的前提下，还实现接触网远程可视化断电接地，有效降低作业人员安全风险，节省断送电时间，提高作业效率。

4.3 无人驾驶洗车机

南京地铁7号线洗车机具备无人驾驶洗车功能。为了在城市轨道交通车辆段、停车场洗车线上实现全自动无人洗车功能，须对洗车线长度、洗车接口信息、信号系统与洗车机接口等方面做特殊设计[4]。通过对北京燕房线和上海10号线的调研发现，洗车机操作人员仍需就地进入到洗车库控制室操作，没有真正实现无人洗车的要求。因此在7号线进行自主创新，采用洗车库就地和DCC远程双控制台模式操作，人员可在DCC远程启动洗车机，实现信号管控下的无人驾驶和无人洗车，通过现场配备的摄像机实施监控洗车区域，操作人员无须再进入洗车库，实现真正意义的无人值守。

无人驾驶洗车机，得益于车辆和信号的自动调度，大大减少了列车场内调度和司机驾驶列车进出洗车库的时间，降低洗车机现场操作人员工作量，并获得一项实用新型专利。但是对洗车机和信号的安全性有较高要求，需要第三方安全评估单位对洗车机RAMS指标提出要求和评估认证，保障无人驾驶安全性。

5 总结

该文主要就南京地铁车辆段工艺设备从“十二五”到“十三五”期间，在建设阶段工程管理和技术创新方面进行了阶段性分析、总结。

工程管理方面，实现了由传统单招管理至同期建设线路合并管理再到标准类设备集成，逐步扩大集成招标范围至如今的整个车辆段工艺设备总集成，充分发挥集成管理的优势，提高建设管理单位在招投标和项目执行管理等方面的工作效率，降低建设管理成本，产生较好的经济效益。

技术创新方面，借助南京7号线无人驾驶技术创新平台，引入智能运维轨旁设备、可视化验电接地、无人驾驶洗车机等新技术、新设备进行应用，并结合南京地铁实际情况进行方案优化，最终在7号线车辆工艺设备技术方案上进行落实，获得2项实用新型专利，达到科研创新预期效果。提高车辆检修水平同时减少人工、增加经济效益。

参考文献

[1]李舫. 地铁车辆段工程建设控制要点[J]. 现代城市轨道交通， 2013（2）： 71.

[2]光晓霞. 浅谈地铁车辆段设备项目管理[J]. 中国设备工程， 2018（15）： 45-46.

[3]陈晓鸣. 基于智能运维系统的地铁车辆故障维修模式和车队管理模式优化[J]. 城市轨道交通研究， 2021（S1）： 154-156+161.

[4]杜时勇， 陈华银. 地铁全自动洗车方案研究[J]. 铁道通信信号， 2017（8）： 67-70.